技术

技术

光子量子芯片让人工智能变得更智能和更环保

一组研究人员展示了即使是小规模的量子计算机也能通过一种新颖的光子量子电路提升机器学习性能。他们的发现表明,今天的量子技术不仅仅是实验性的,它在特定任务中已经可以超越经典系统。值得注意的是,这种光子方法还可以大幅减少能量消耗,提供一个可持续的前进道路,因为机器学习的能量需求正在飙升。 数据点的分类可以通过光子量子计算机完成,从而提高传统方法的准确性。图片来源: Iris Agresti 当前的热门研究主题之一是将两项最近的技术突破结合起来:机器学习和量子计算。一项实验性研究显示,已经小规模的量子计算机可以提升机器学习算法的性能。这项研究由维也纳大学的国际研究团队在光子量子处理器上进行。该研究最近发表在Nature…

光子在虚空中碰撞:量子模拟从无中创造光线

物理学家成功模拟了一种奇特的量子现象,即光似乎从空荡荡的空间中产生,这一概念至今仅存在于理论中。通过尖端的模拟技术,研究人员模拟了强激光如何与所谓的量子真空相互作用,揭示了光子如何相互反弹,甚至产生新的光束。这些突破恰逢新的超强激光设施准备在现实中测试这些令人困惑的效应,潜在地为揭示新物理学甚至暗物质粒子打开了一扇大门。 使用先进的计算建模,由牛津大学领导的研究团队,与里斯本大学的高级技术研究所合作,首次实现了实时三维模拟,展示了强激光束如何改变“量子真空”——这一状态曾被认为是空的,但量子物理学预测它充满了虚拟的电子-正电子对。 令人兴奋的是,这些模拟重现了量子物理学预测的一种奇特现象,称为“真空四波混合”。这表明,三束聚焦激光脉冲的综合电磁场可以极化真空中的虚拟电子-正电子对,导致光子像台球一样相互弹跳——在一种“黑暗中的光”过程中生成第四束激光。这些事件可以作为在极高强度下探测新物理学的探针。 “这不仅仅是学术好奇心——这是实验确认量子效应的重要一步,之前这些效应主要是理论上的,”研究共同作者、牛津大学物理系的彼得·诺雷斯教授说。 这项工作正值新一代超强激光即将上线之际。英国的Vulcan…

― Advertisement ―

spot_img

光子量子芯片让人工智能变得更智能和更环保

一组研究人员展示了即使是小规模的量子计算机也能通过一种新颖的光子量子电路提升机器学习性能。他们的发现表明,今天的量子技术不仅仅是实验性的,它在特定任务中已经可以超越经典系统。值得注意的是,这种光子方法还可以大幅减少能量消耗,提供一个可持续的前进道路,因为机器学习的能量需求正在飙升。 数据点的分类可以通过光子量子计算机完成,从而提高传统方法的准确性。图片来源: Iris Agresti 当前的热门研究主题之一是将两项最近的技术突破结合起来:机器学习和量子计算。一项实验性研究显示,已经小规模的量子计算机可以提升机器学习算法的性能。这项研究由维也纳大学的国际研究团队在光子量子处理器上进行。该研究最近发表在Nature…

More News

光子量子芯片让人工智能变得更智能和更环保

一组研究人员展示了即使是小规模的量子计算机也能通过一种新颖的光子量子电路提升机器学习性能。他们的发现表明,今天的量子技术不仅仅是实验性的,它在特定任务中已经可以超越经典系统。值得注意的是,这种光子方法还可以大幅减少能量消耗,提供一个可持续的前进道路,因为机器学习的能量需求正在飙升。 数据点的分类可以通过光子量子计算机完成,从而提高传统方法的准确性。图片来源: Iris Agresti 当前的热门研究主题之一是将两项最近的技术突破结合起来:机器学习和量子计算。一项实验性研究显示,已经小规模的量子计算机可以提升机器学习算法的性能。这项研究由维也纳大学的国际研究团队在光子量子处理器上进行。该研究最近发表在Nature…

过时手机如何为智能城市提供动力并拯救海洋

在全球每年生产超过10亿部智能手机的背景下,研究团队正在改变电子废物的处理方式。与其将旧手机扔掉,他们展示了一种开创性的方法:将过时的智能手机转变为微型数据中心。这种低成本的创新(每部手机仅8欧元)提供了实际应用,从监测公交乘客到观察海洋生物,而无需使用新技术。 每年,全球生产超过12亿部智能手机。电子设备的生产不仅耗能密集,还消耗珍贵的自然资源。此外,制造和运输过程会向大气中释放大量二氧化碳。同时,设备的老化速度比以往任何时候都快——用户平均每2到3年会更换仍然正常工作的手机。老旧设备充其量被回收利用,最糟糕的情况是最终被扔进垃圾填埋场。 尽管最可持续的解决方案是改变消费者的行为,更仔细地考虑每个新型号是否真的需要取代旧款,但这说起来容易做起来难。快速的技术发展令旧设备迅速过时。因此,需要替代方案——例如通过赋予设备全新的用途来延长其使用寿命。 这正是塔尔图大学计算机科学研究所的研究人员胡贝尔·弗洛雷斯、乌尔里希·诺比斯拉特、和智刚·尹,以及来自技术研究所的佩尔塞维朗·恩戈伊和他们的国际同事所测试的方法。“创新通常不是从新事物开始,而是从一种重新思考旧事物的方法开始,重新构想它在塑造未来中的角色,”胡贝尔·弗洛雷斯,普适计算的副教授解释道。他们证明了旧智能手机可以成功地转变为小型数据中心,能够高效处理和存储数据。他们还发现,建造这样的数据中心非常便宜——每个设备大约8欧元。 这些小型数据中心有广泛的应用。例如,它们可以在城市环境中,如公交车站,收集实时乘客数量数据,从而优化公共交通网络。…

光子在虚空中碰撞:量子模拟从无中创造光线

物理学家成功模拟了一种奇特的量子现象,即光似乎从空荡荡的空间中产生,这一概念至今仅存在于理论中。通过尖端的模拟技术,研究人员模拟了强激光如何与所谓的量子真空相互作用,揭示了光子如何相互反弹,甚至产生新的光束。这些突破恰逢新的超强激光设施准备在现实中测试这些令人困惑的效应,潜在地为揭示新物理学甚至暗物质粒子打开了一扇大门。 使用先进的计算建模,由牛津大学领导的研究团队,与里斯本大学的高级技术研究所合作,首次实现了实时三维模拟,展示了强激光束如何改变“量子真空”——这一状态曾被认为是空的,但量子物理学预测它充满了虚拟的电子-正电子对。 令人兴奋的是,这些模拟重现了量子物理学预测的一种奇特现象,称为“真空四波混合”。这表明,三束聚焦激光脉冲的综合电磁场可以极化真空中的虚拟电子-正电子对,导致光子像台球一样相互弹跳——在一种“黑暗中的光”过程中生成第四束激光。这些事件可以作为在极高强度下探测新物理学的探针。 “这不仅仅是学术好奇心——这是实验确认量子效应的重要一步,之前这些效应主要是理论上的,”研究共同作者、牛津大学物理系的彼得·诺雷斯教授说。 这项工作正值新一代超强激光即将上线之际。英国的Vulcan…
spot_img

Explore more

研究进展可能推动未来航天火箭的发展

等离子体束中的隐秘模式用于电动推进,可能会增强长期太空任务的成功率。 迅速加速, traverse vast distances,且高效地做到这一点。…

揭示可折叠分子通路的奥秘

最近的一项调查揭示了固态结构中可折叠分子通路的重大进展,为它们在可调孔管理和分子超材料中的创新用法提供了线索。 这项研究的灵感来自于简单而优雅的折纸行为,促使科学家们考虑在分子尺度上实现类似的灵活性。在经过全面的实验后,他们发现了能够适应环境反应的可折叠分子通路。 在韩国蔚山国立科学技术研究院(UNIST)化学系的崔荣焕教授的带领下,研究团队在这一领域取得了显著进展。他们利用沸石咪唑框架(ZIFs)创建了可折叠的分子通路,这是一种高度多孔材料。这些框架能够在纳米尺度上根据温度、压力和气体相互作用的变化而改变其尺寸、构型和对齐方式。这一独特特性使得它们能够管理气体流动,类似于阀门在管道中调节水流的方式。 选择ZIFs是因为它们卓越的适应能力。与传统材料不同,ZIFs中的四面体锌中心充当铰链,使得结构能够折叠和动态调整。研究人员采用复杂的X射线衍射方法监测框架对不同刺激的反应,展示了其在实际应用中的潜力。 这些材料不仅仅是科学上的吸引力;它们还具有实质性的实际应用潜力。它们可以用于开发适应性强的过滤器,更有效地捕获有害气体,或创建可以选择性消除污染物的净化系统。研究还提出了“水管工的噩梦”这一复杂孔结构的更简单变体,表明可折叠设计可能对掌握如此复杂的构造至关重要。…

革命性量子传感技术揭示亚原子信号

工程师们开发了一种创新版本的核四极共振(NQR)光谱法,利用量子传感器。这种先进的技术,历史上曾用于识别药物和爆炸物或检查药品,现在具备了从单个原子中检测NQR信号的能力——这是之前被认为不可能的。这种卓越的灵敏度为药物开发等领域的进展铺平了道路,在这些领域,理解原子级别的分子相互作用至关重要。 自20世纪50年代以来,研究人员利用射频波揭示材料的独特“指纹”,帮助从医学中的MRI扫描到机场的爆炸物安检等多种应用。 之前,这些技术依赖于大量原子信号的平均,这限制了对单个分子之间微小差异的检测。这种局限性在蛋白质研究等领域构成了挑战,因为结构的细微变化可能会影响功能并影响健康结果。 亚原子洞察 来自宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院(Penn…

照亮癌细胞:生物激光技术的突破

研究人员已创建了一种方法,以识别在胰腺癌和肺癌患者血液中发现的循环肿瘤细胞。 来自密歇根大学的研究人员开发了一种检测胰腺癌和肺癌患者血液中循环肿瘤细胞的方法。 研究结果发表在生物传感器与生物电子学上。 随着肿瘤的生长,它们会释放细胞进入血液中。 尽管这些循环肿瘤细胞的数量相比于其他数以百万计的血液细胞显著较少,但早期检测可能会导致更好的治疗结果。…

量子和谐:宏观振荡器的集体运动

科学家们在实现宏观机械振荡器之间的集体量子行为方面取得了显著进展,为量子技术的进步铺平了道路。 量子技术从根本上改变了我们对宇宙的认知。该领域中的一个创新领域涉及宏观机械振荡器,这些振荡器是如石英手表、智能手机和用于电信的激光器等设备中的基本组件。在量子领域中探索这些振荡器可能会导致高度灵敏的传感器和量子计算的基本组件,为多个行业的创新开辟新的途径。 在量子层面操控机械振荡器对未来与量子计算和精确传感相关技术的进步至关重要。然而,使它们协调工作以集体方式运作却带来了挑战,因为这需要几乎完美且相同的单元。 大多数量子光机械学的研究集中在单个振荡器上,展示了像基态冷却和量子挤压等量子效应。然而,集体量子行为的探索,即多个振荡器作为一个统一的整体运作,仍然滞后。这种集体动态对开发更强大的量子系统至关重要,但需要对多个共享几乎相同特征的振荡器进行细致的控制。 由Tobias…

揭开独特恒星流的神秘面纱:物理学家的见解

一组物理学家提出了解决与GD-1恒星流相关的复杂谜团的方案,GD-1恒星流是在银河系的星系晕内经过广泛研究的流,以其细长的形状及其独特的矛和间隙特征而闻名。 由加利福尼亚大学河滨分校的余海波教授领导的研究人员建议,一种独特的暗物质子晕——特别是核心坍缩自相互作用暗物质(SIDM)子晕——可能是导致GD-1恒星流中奇怪的矛和间隙模式的原因。 研究结果发表在天体物理学期刊快报上,这可能在增强我们对宇宙中暗物质特征的理解方面发挥关键作用。 恒星流是由一组一起朝着特定方向移动的恒星组成。间隙指的是流动中恒星密度较低的区域,而矛则表示从主流延伸出去的恒星密度较高的区域。由于暗物质影响这些恒星流的运动,天文学家可以利用它们绘制出银河系中看不见的暗物质。 银河系的星系晕是一个大致呈球形的区域,包围着银河,充满了超出我们视觉观察的暗物质。您可以在此找到银河系中著名恒星流的可视化。…

木星的生动云彩模式:公民科学中的惊人发现

业余天文学家和专业天文学家之间的合作努力澄清了长期以来关于木星云层成分的误解。相较于之前认为主要由氨冰组成,现在这些云层被认为是由氢硫铵与烟雾结合而成。 业余天文学家和专业天文学家之间的合作努力澄清了长期以来关于木星云层成分的误解。相较于之前认为主要由氨冰组成,现在这些云层被认为是由氢硫铵与烟雾结合而成。 这项研究的结果已发表于《地球物理研究杂志 — 行星》。…

“解开方向性连接在神经网络动态中的作用”

为了探讨结构与功能之间的关系,研究人员利用微流控设备分析神经元网络。 理解结构(神经元如何连接)与功能(它们的活动)之间的联系是多个生物学领域中的一个关键问题。然而,由于动物大脑神经连接的复杂性以及通常需要的侵入性手术,检查这一点是困难的。培养的神经元具有可控连接,可以作为动物研究的有价值替代,特别是在我们改善定义其行为的能力时。 来自东北大学的一个研究小组使用微流控设备证明了定向连接如何影响神经元网络内复杂的相互作用。他们基于实验结果创建了数学模型,以预测连接性如何影响神经元活动在空间和时间上的变化。 这项研究的结果于2024年11月28日在神经网络上发布。 类似于河流的水流移动,神经元网络中的定向连接以流畅的方式将信号从一个区域传递到另一个区域。微流控设备配备了小通道,可以精确控制这种流动,这有助于创建表现得更像活体生物的神经元。通过在受控实验室环境中研究培养的神经元,研究小组能够探讨单向连接在影响大脑动态中的潜在作用。…

革命性的芯片设计:人工智能如何改变成本和效率

研究人员正在利用人工智能在减少制造新无线芯片所需的时间和花费方面取得重大进展,并探索创新功能以满足对增强无线性能和速度日益增长的需求。 专用微芯片管理最新无线技术中的信号,代表了微型化和工程的显著成就。然而,它们的设计仍然是一项具有挑战性和高成本的工作。 普林斯顿大学工程系和印度理工学院的一个团队采用人工智能革命化了无线芯片的设计过程。他们的研究成果于12月30日发表在自然通讯上,概述了一种方法,AI根据特定设计标准生成复杂的电磁结构和微芯片电路。曾经需要数周专业工作的任务,现在只需几小时即可完成。 此外,AI系统产生了具有独特电路模式的非常规设计。首席研究员Kaushik Sengupta表示,这些设计是非直观的,人类可能不会构思出来,但它们通常表现出显著的优势,超过现有顶级芯片。…

仿生拍翼:通过柔性应变传感器 harnessing 自然的风感知

  一种受到自然启发的新风检测方法可能会改变我们对机器人飞行的控制。东京科学研究所的研究人员开发了一种技术,能够99%的准确率识别风向。这是通过利用安装在一个拍打翅膀上的七个应变计以及卷积神经网络实现的。这一进展不仅模仿了鸟类和昆虫中发现的自然应变感受器,而且为在各种风况下增强拍打翅膀机器人机动性和响应能力铺平了道路。 鸟类和飞行昆虫的翅膀上有专门的机械感受器,用来收集应变数据,这在它们的飞行能力中发挥着关键作用。这些感受器可能帮助它们感知风的变化、自身的运动和环境的变化,从而在飞行中迅速进行调整。这个生物机制激励研究人员探索如何将翅膀上的应变感知应用于模仿拍打运动的机器人模型。 2024年11月11日,东京科学研究所的科学家在《先进智能系统》上发表了一项最新研究,在副教授田中宏人的指导下,研究了在模仿蜂鸟的柔性翅膀上部署应变传感器以检测飞行中的气流方向,实验在一个旨在模拟轻风悬停的风洞中进行。 “由于重量和尺寸的重大限制,小型飞行机器人往往无法整合传统的流量传感设备。因此,直接应用简单的翅膀应变感知技术来评估风况将是有利的,而无需额外的专业工具,”田中说。…

《宇宙之旅:我们身体中的碳可能如何穿越银河》

科学家最近发现,我们银河系中巨大的“传送带”洋流,不仅移动星星产生的物质,还可以携带碳原子。这一发现表明,地球上存在的许多碳——包括我们自己身体中的碳——可能在某个时刻起源于银河系外。 碳对地球生命至关重要,但它是由恒星形成的。几乎所有元素,除了氢和氦——如碳、氧和铁——都是星体过程的结果。当恒星结束它们的生命循环时,它们将这些元素散布到太空中。最终,包括地球在内的行星是通过整合这些恒星生成的原子而形成的,例如地球核心中的铁、大气中的氧和生物体中的碳。 来自美国和加拿大的科学家合作团队确认,碳和其他星体产生的原子并不只是毫无目的地漂浮在太空中,等待新的用途。相反,在仍在形成新恒星的星系中,这些原子遵循着复杂的路线。它们在巨大的洋流中绕着自己的母星系旋转,这些洋流延伸到星际空间。这些洋流,被称为环星系介质,像巨大的传送带一样,将物质推送出星系并吸回,允许引力和其他力量将这些物质组合成行星、卫星、小行星、彗星,甚至新的恒星。 “你可以将环星系介质想象成一个巨大的火车站:它不断推动物质向外并将其吸回,”华盛顿大学的博士候选人兼研究团队成员萨曼莎·加尔扎解释说。“在它们爆炸性超新星死亡过程中,由恒星产生的重元素被从其母星系中排出,最终被拉回继续恒星和行星形成的循环。” 加尔扎是描述这些发现的论文的主要作者,该论文于12月27日在天体物理学杂志快报上发表。…

革命性纳米晶体突破为快速节能计算铺平道路

  包括来自俄勒冈州立大学的一位学者在内的化学研究人员在通过识别可以迅速在光明和黑暗之间切换的发光纳米晶体,在先进的光学计算和存储方面取得了显著进展。 据俄勒冈州立大学科学学院的助理教授阿尔季姆·斯克里皮卡(Artiom Skripka)所述:“这些纳米晶体非凡的切换和存储特性最终可能在光学计算中发挥关键作用。这种方法利用光粒子,这些光粒子以比宇宙中任何事物都快的速度传输,能够快速处理和存储数据。我们的发现或许会推动人工智能和更广泛的信息技术的进步。” 本研究发表于《自然光子学》(Nature…